CA2799543A1 - Panneau de traitement acoustique multicouches - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un panneau de traitement acoustique multicouches (100) comprenant une première âme à structure alvéolaire (102) prise en sandwich entre une peau perforée (104) et une peau intermédiaire (106), et une seconde âme à structure alvéolaire (108) prise en sandwich entre la peau intermédiaire et une peau pleine (110), La peau perforée comprend au moins une paire de zones à forte porosité présentant un taux de perforation supérieur à celui du reste de la peau perforée et formée d'une zone d'entrée (114a) et d'une zone de sortie (114b) espacées longitudinalement l'une de l'autre, les zones à forte porosité d'une même paire communiquant au travers de la première âme à structure alvéolaire et de la peau intermédiaire avec les deux extrémités d'un canal d'écoulement d'ondes sonores ( 118) aménagé dans la seconde âme à structure alvéolaire.
Description
2 PCT/FR2011/051062 Panneau de traitement acoustique multicouches ID ~~ ci. Iont L-a p s, nt i c i o p nûrte u dioocllain ,~êrai du tri _.rt1._nt acç lset ue dit f f >.
LE est notemmerlt, ilî il no, ';YLIJ 5I'lO1i1e11t, _C Li Lis iirtsomet illi~, deronLIUtiqucis, de Clifl 'UU t LIe tmitem .nt ecousticiue p issif est It d 1. 1i ~- - `rr~'1 e r ) d relui-e Pis C'm ss `rls - -01 rr s `mis p rr ': s t Irl cn1 jchins. Par exemple, dans l cas dun turboréacteur du type à double corps et double flux, de tels panneaux peuvent être disposés sur la face interne de la nacelle qui l'entoure, mais également sur la face externe de son capot primaire.
Un panneau de traitement acoustique passif est généralement formé d'une structure alvéolaire en nid d'abeille recouverte d'une couche poreuse mince faisant office de paroi de veine et fermée à l'autre extrémité par une couche réfléchissante d'un point de vue acoustique (également appelée peau pleine). Des panneaux plus complexes avec des couches poreuses intermédiaires insérées entre des couches à structures en nid d'abeille peuvent être constitués pour étendre l'atténuation sur une plus vaste plage de fréquences. La présente invention vise plus particulièrement un tel panneau de traitement acoustique dit multicouches .
Il est connu que l'atténuation sonore est beaucoup plus efficace lorsque les {i o d s -~ecoListiquee:s h licoidau,x, sur If. squels se propage t Clé - -JOuI lI f lr ,'IL ii(lr '1 ,~ ,h s onde t5 et présentent ulve eno e fiel _IJ'te .e d: "slpsition de euir Pn I , ;e 11Lir t s icl CL-i ai Li n IÜrC t1CilneULi le tCdï t,il',~ nt ~3i_c l _ tlc~l_ LI.LOl~ lt_' L Htl õ''l ont pli _'Jiiler Cri LILl <1 un'e certaine li:,r1C ie de treitenilin . t:
L'.!_i '`<I, .tC 'fl I_it'. L ("t_ roit netteniCr1t 1110115 te. LIn te dei ICc 't préselnn ~]e n! odes o...e J iques d'ordre faIbtu tin plus prend n~~(1 bre polir [. a'1 ,.Cirt C e :.'rq _OU_,ticiu s 3ntr' 1 pligUL CI Li C 1'effICacIté
d' hsorpt -n d _ s pana a . r f st rnclndf-,. Or, les pannf 3u x de traitement ac _'stlg, s ~`oururll('lt'('If: 'sP isé n : perni..sittf_nt pas dC rependre a ces d mis La sc.n n' ria donc pour but pr ncipai de p allier de tels i !C( ovenients E n op sont C] et ci roltr l'eihcanlte des traitements acoustiques a rso-_,ur face tr~~ftée en agissant sur les caractéristiques de la source sonore.
Ce but est atteint grâce à un panneau de traitement acoustique multicouches comhreriant une première âme à structure alvéolaire prise en sandwich entre une peau perforée et une peau intermédiaire, et une seconde âme à structure alvéolaire prise en sandwich entre la peau intermédiaire et une peau pleine, panneau dans lequel, conformément à
l'invention, la peau perforée comprenant au moins une paire de zones à
forte porosité présentant un taux de perforation supérieur à celui du reste de la peau perforée et formée d'une zone d'entrée et d'une zone de sortie espacées longitudinalement l'une de l'autre, les zones à forte porosité
d'une même paire communiquant au travers de la première âme à
structure alvéolaire et de la peau intermédiaire avec les deux extrémités d'un canal d'écoulement d'ondes sonores aménagé dans la seconde âme à
structure alvéolaire.
La présence de zones à forte porosité sur la peau perforée du do -cjf,neau permet ~; ~.! .%f u~~ foi re rupture u da[~Ce Sur U, faible ,orbe n, ce qui conduit C3 tran>férer une partie de l'énergie des modes CC ', ",]i ;l_1'_'.s !'` rdre ta 1fC r' 'r`> des Ill )d _" acoustiques d'ordre él vé CI Li nl s ;_ J jt._ d,:J iia!. .:t-. in ,nt _:ur le b uit. Inrcre Liun.he ~e psiriri uu s la f sente d ça au LCCL1~_ r1ient ~t mal d'une partie de l' n e _ (r_Ire raptee r 3 C .'I(1 t< (" Cn o i _ si.l ri dr- Ofr s ~ar _ zo d _ `"~~ft~ plus v ' a'a C_ CI p~'rmet favo IJC'r tténu tio1 ~3 plaque de ~}1.r e ieut C];.
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Un panneau de traitement acoustique passif est généralement formé d'une structure alvéolaire en nid d'abeille recouverte d'une couche poreuse mince faisant office de paroi de veine et fermée à l'autre extrémité par une couche réfléchissante d'un point de vue acoustique (également appelée peau pleine). Des panneaux plus complexes avec des couches poreuses intermédiaires insérées entre des couches à structures en nid d'abeille peuvent être constitués pour étendre l'atténuation sur une plus vaste plage de fréquences. La présente invention vise plus particulièrement un tel panneau de traitement acoustique dit multicouches .
Il est connu que l'atténuation sonore est beaucoup plus efficace lorsque les {i o d s -~ecoListiquee:s h licoidau,x, sur If. squels se propage t Clé - -JOuI lI f lr ,'IL ii(lr '1 ,~ ,h s onde t5 et présentent ulve eno e fiel _IJ'te .e d: "slpsition de euir Pn I , ;e 11Lir t s icl CL-i ai Li n IÜrC t1CilneULi le tCdï t,il',~ nt ~3i_c l _ tlc~l_ LI.LOl~ lt_' L Htl õ''l ont pli _'Jiiler Cri LILl <1 un'e certaine li:,r1C ie de treitenilin . t:
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Ce but est atteint grâce à un panneau de traitement acoustique multicouches comhreriant une première âme à structure alvéolaire prise en sandwich entre une peau perforée et une peau intermédiaire, et une seconde âme à structure alvéolaire prise en sandwich entre la peau intermédiaire et une peau pleine, panneau dans lequel, conformément à
l'invention, la peau perforée comprenant au moins une paire de zones à
forte porosité présentant un taux de perforation supérieur à celui du reste de la peau perforée et formée d'une zone d'entrée et d'une zone de sortie espacées longitudinalement l'une de l'autre, les zones à forte porosité
d'une même paire communiquant au travers de la première âme à
structure alvéolaire et de la peau intermédiaire avec les deux extrémités d'un canal d'écoulement d'ondes sonores aménagé dans la seconde âme à
structure alvéolaire.
La présence de zones à forte porosité sur la peau perforée du do -cjf,neau permet ~; ~.! .%f u~~ foi re rupture u da[~Ce Sur U, faible ,orbe n, ce qui conduit C3 tran>férer une partie de l'énergie des modes CC ', ",]i ;l_1'_'.s !'` rdre ta 1fC r' 'r`> des Ill )d _" acoustiques d'ordre él vé CI Li nl s ;_ J jt._ d,:J iia!. .:t-. in ,nt _:ur le b uit. Inrcre Liun.he ~e psiriri uu s la f sente d ça au LCCL1~_ r1ient ~t mal d'une partie de l' n e _ (r_Ire raptee r 3 C .'I(1 t< (" Cn o i _ si.l ri dr- Ofr s ~ar _ zo d _ `"~~ft~ plus v ' a'a C_ CI p~'rmet favo IJC'r tténu tio1 ~3 plaque de ~}1.r e ieut C];.
3 furb I 'a !r. Ainsi, do-SLJrface e`_"~t p(J sil? _' d c,n! 'IC;rer ns,dr 1_ ab 1pmont 1'-tacite du puoneau de traitement acoLJsd que.
_a : - I,: rJ it dîIne n1 n1e pair~:e peu' ~ nt:
ConiroLIn1LiLI oulenle ntt d'oond~ s Sonores :LI travers d puiL tri-l.. t. Ira fo l pr,.'ill Unie a structur ol ', alr t le p u intermetf loir('.
Selon IIIe l'or"I/Jnte d;: réalisation, ies zones à forte porosité
d'une orne paa!re' peuvent communiquer avec le Canai 7'écoulc'ment d'ondes `,nol s u tri s de puits traversant la première 3me à
structure ~aivoolaire et d'une pluralité d'orifices pratiqués aLJ travers de la peau interii~r diair.
Scion une autre variante de réalisation, les zones à forte porosité d'une mémo: paire peuvent communiquer avec le canal d'écoulement d'ondes sonores au travers de passages formés entre les cavités de la première âme à structure alvéolaire et d'une pluralité
d'orifices pratiqués au travers de la peau intermédiaire.
De préférence, les zones de la peau intermédiaire recouvrant le canal d'écoulement d'ondes sonores sont pleines.
Le canal d'écoulement d'ondes sonores peut être formé par un couloir délimité latéralement par des parois de la seconde âme à structure alvéolaire. Alternativement, le canal d'écoulement d'ondes sonores peut être formé par un réseau de cavités adjacentes de la seconde âme à
structure alvéolaire communiquant entre elles par des parois poreuses.
De préférence, la peau perforée comprend une pluralité de paires de zone > ra r~ rte p osit _ espacées transversalement les unes des _ ut D da entrée Lit ics sono dry sortie peuvent étr 'igné gis 5LliO ; d d I ~_t!_~~ ~_ ensiblement transversales au panneau.
L ~n.,rention u eci.alern nt ,r~,ur objet une nacelle de turboréacteur -I l Hn ont LI. LJ Li Sn fd ont rne uLJ mol n5 un E . ;neuu de ~I ~;i' ~~ent a~ ~u>' IL~u tl lu d éfini I I ~demnr nt. Lu peu Li , fI,ré ci Li lnn~.L;u ée tr,u t~ r.ur t Jr. 5fILIu st aiLi~s de pr té.ren~. _ e, ~ ont.ucf .'sec Fine Bine LI __ ~e t d' In lu < Lro d éliml`ée ~a i'e ur pas a f.uc_a i OCCOr' ''let un turbo reuLt .L. I" i_r.a ~r n nt au Ci u' fu I r'J 1 uri ~ i uLi et traitemLi t aCCustr~lLi=e 'l';', ~, _ IlL. ' :I l ~'.l erfn . _ 1 purin'. uu îi,_' tral',~'ri ent
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ConiroLIn1LiLI oulenle ntt d'oond~ s Sonores :LI travers d puiL tri-l.. t. Ira fo l pr,.'ill Unie a structur ol ', alr t le p u intermetf loir('.
Selon IIIe l'or"I/Jnte d;: réalisation, ies zones à forte porosité
d'une orne paa!re' peuvent communiquer avec le Canai 7'écoulc'ment d'ondes `,nol s u tri s de puits traversant la première 3me à
structure ~aivoolaire et d'une pluralité d'orifices pratiqués aLJ travers de la peau interii~r diair.
Scion une autre variante de réalisation, les zones à forte porosité d'une mémo: paire peuvent communiquer avec le canal d'écoulement d'ondes sonores au travers de passages formés entre les cavités de la première âme à structure alvéolaire et d'une pluralité
d'orifices pratiqués au travers de la peau intermédiaire.
De préférence, les zones de la peau intermédiaire recouvrant le canal d'écoulement d'ondes sonores sont pleines.
Le canal d'écoulement d'ondes sonores peut être formé par un couloir délimité latéralement par des parois de la seconde âme à structure alvéolaire. Alternativement, le canal d'écoulement d'ondes sonores peut être formé par un réseau de cavités adjacentes de la seconde âme à
structure alvéolaire communiquant entre elles par des parois poreuses.
De préférence, la peau perforée comprend une pluralité de paires de zone > ra r~ rte p osit _ espacées transversalement les unes des _ ut D da entrée Lit ics sono dry sortie peuvent étr 'igné gis 5LliO ; d d I ~_t!_~~ ~_ ensiblement transversales au panneau.
L ~n.,rention u eci.alern nt ,r~,ur objet une nacelle de turboréacteur -I l Hn ont LI. LJ Li Sn fd ont rne uLJ mol n5 un E . ;neuu de ~I ~;i' ~~ent a~ ~u>' IL~u tl lu d éfini I I ~demnr nt. Lu peu Li , fI,ré ci Li lnn~.L;u ée tr,u t~ r.ur t Jr. 5fILIu st aiLi~s de pr té.ren~. _ e, ~ ont.ucf .'sec Fine Bine LI __ ~e t d' In lu < Lro d éliml`ée ~a i'e ur pas a f.uc_a i OCCOr' ''let un turbo reuLt .L. I" i_r.a ~r n nt au Ci u' fu I r'J 1 uri ~ i uLi et traitemLi t aCCustr~lLi=e 'l';', ~, _ IlL. ' :I l ~'.l erfn . _ 1 purin'. uu îi,_' tral',~'ri ent
4 a' tlq ! ' t I t q , l ef 1 nt en contact avec une veine t eux im tés â i'tntr rieur par ia face externe du tJrh'réa~cte.ur.
rr ve d; ri; t -1 ri cf_ dessins O c:.. -'s -arac té st i,_Ju!ns avantanes de ia r(~è ,ente (!1"/eC *f On c,+ s r.. tio faite ci-dessous, en réf rer ce eux dessins arUn n ill(_i .t nt d de réaiisation depourvus de tout - la figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un turboréacteur et de sa nacelle équipés de panneaux de traitement acoustique selon l'invention , - la figure 2 est une vue agrandie et en écorché d'un panneau de traitement acoustique multicouches selon l'invention ;
- les figures 3A à 3C sont des vues en coupe dans le sens de l'épaisseur de panneaux de traitement acoustique selon plusieurs variantes de réalisation de l'invention , - les figures 4A et 4B sont des vues côté veine de panneaux de traitement acoustique selon des variantes de réalisation de l'invention ; et - la figure 5 est une courbe montrant le gain d'atténuation sonore obtenu par le panneau de traitement acoustique selon l'invention.
DescriptionfY ill de modes de réalisation L`inventïo concerne un panneau de traitement acoustique passif, nota(? ment du type de ceux équipant un turboréacteur d'aéronef te U!._ prC. t s sur a fBqure 1.
L~ i!uréa ~.teur 10 représ~ nté sur cette fiqure 1 est du type a ,1i .Ir cor{ s r.? c;ocOl~. flu,'.. Il est entouré d'une nac elle 12 annulriire n.(é `,uf rin e e n_~itudine X-X au t.urbo dacteur. D_ fd;on connue en d ~l(~ ont en cNc3', une sc'uffiante l `{, C1tl _;l ~pras` er r Ls ` p ,` ri...n 1 u, un _emirros`_eur i,ic~u r ('ession 1. , une hier O : ~!_ ' hrisl ' '0). (Mlle tisj ": auto pra I0 M 7 et Li ne ',urhin' { a I te.iI":_' ( ! aj ot (;' iniair ' 1 dt.l turbot 'acteur ! tt l pli étang ""~ t uu q i firlr un oc'inc d' co Jl~_ment de Flux froid D _ ! c ,t . t tarin ai ntourf l co Eï_ central Q du turf -ré t r en lui éturit concentrique pour d,20nir une veine coderrient de tu;' chaud 32. Ainsi, la ve'Ine 28 est délimite e r dial 'nie tr à W "!eur n r la face interne de la nacelle, et à 'e>
tér"le'ur, l'or lu tu ter ne d ai _ psi lr lclirr ICu{ ; _..ce uc le: do c.:rrption, l'amont et Duval f ntendent par rapport à lr, dlr Lion ul r~~ent du fluer gazeux traversant le tuurboréacteut .
Lu face interne de la nacelle 12 comprend en aval de la soufflante 14 du turboréacteur des panneaux de traitement acoustique 100. il en est de même pour le capot primaire 26, au niveau de sa face externe autour du compresseur haute pression 18 et de la chambre de combustion 20. Ces panneaux de traitement acoustique 100 ont pour fonction d'atténuer les nuisances sonores émises par le turboréacteur.
La figure 2 représente plus en détails un exemple de réalisation d'un panneau de traitement acoustique 100 selon l'invention dit multicouches , c'est-à-dire composé d'un empilement d'au moins deux étages de structures en nid d'abeille.
Plus précisément, le panneau 100 comprend une première âme à structure alvéolaire 102 prise en sandwich entre une peau perforée 104 et une peau intermédiaire 106 partiellement perforée, et une seconde âme à structure alvéolaire 108 prise en sandwich entre la peau intermédiaire 106 et une peau pleine 110.
La première structure alvéolaire 102 est fixée (par collage ou brasage par exemple) sur la peau intermédiaire 106 qui lui sert de support. De m~ net , la s-coi1Cle structure alvéolaire 108 est fixée sur la p>uu ;,Ille r' 1 10 qqu lui 'rt support. Ces structures al r_ol ,ires 102, 108 sont chacune onst ée d'un réseau de cavités en forme de nid bt_tr d'ubr_ illo.
r n i~,r~,. ntut ,;r sur la interne de la nuit IIe rsu sur u face ~r 1,.e du Cunet I mule ciu urPerducteur e par~neuu de troitE~rl'-erre u ceus u sel ir et 50 perforée t l r~ ioii est déposé A sorte que eau +
t u ,centuct I, _~ _in d éc :u~ecient. du fius. froid 2$.
La peau rf..nio 10-1 d . "anneau Je un ret r~~r r. u ,,u;t lue .est tri _ de i õ , q? ar OPe p.urul~té d 'r lrif!ct:_ s 1 12 întéri~ur du quec. à,_,,: -,ndes son r_.s éne5 s pet fH r~ ~,1t, t _ pair effet Le taux r p r `_ r ,tr(- n rr,_ LJ p, r r r,_ rc est- dire le rappo_r entre: se surface t p r r fs i,al _) est conipOs enLe 7 et 20 (solen ire onc pt d tLi ' _ > __J"~' [r_L'rlu E't 1111pt_d nce oLI stique itirmi0 115 ~ "
Lo e u fi r 104 du panneau de traiter trt acousLid u selon l'i r . r nti, r mprer d en outre urge pluralité de popes zones à forte p rosite c'est a dlrr' des zones de (a peso qui présent' nt un tau, de rfcration su _Jr à cr I _ I au reste de la peoL.J. Le taus: de perforation porosité est de préférence compris entre 20 et 30i', J comparer au taux de p "rfc_.r~ticn du reste de la peau perforée qui est compris entre 7 et 20%). Une telle porosité plus élevé: s'obtient par exemple en augmentant localement la densité et/ou le diamètre des orifices 112 traversant la peau perforée.
Les zones à forte porosité présentent des taux de perforation qui les rend transparentes d'un point de vue acoustique. Une telle disposition permet de minimiser les pertes aérodynamiques par rapport à
de simples ouvertures à grand diamètre.
Ces zones à forte porosité 114x, 114b ont une forme pouvant être circulaire (cas des figures 4A et 4B) ou carrée par exemple. A titre d'exemple, dans le cas d'une forme circulaire, ces zones circulaires à forte porosité ont un diamètre dl compris entre 5 et 15 cm. A titre de comparaison, le diamètre d2 des orifices 112 est compris entre 0,75 et 2 mm, ce qui conduit à un rapportd2 compris entre 25 et 200.
Chaque paire de zones à forte porosité est formée d'une zone ntrée I141 et d'une zor de sortie 114h, la zone u sortie étant - { r Ii_ - u ~po -o z dr ~_ ne t ~ u u r'C'.. F car i eues, p_'Jr c "acu d pair '`, d ' zones a forte porosité, les zones f d ent~'~114 ~~ t ~_~ 11 ~ r comm piquent au travers de la première ar, _;'' J_ sI/ ..~_J'c 1(t? de s peso int_nuédLire 1.06 ~~/cc 1ees d, u tr r rit s _in d ul nr: nt d'r dL_s pores :1 5ni n50 ,'ci' l.s ``_c iCi.e ,anie -s structure a eo1cr re 100.
u s..t p ir 111J t r >A, le . on `,crte ce r "s tL
1 1 j 1 Ol n r I !, noir _ ! " iiriun~~lu r ~? a'. , snsi O 'ècc~uIenic ri _ r ;`.1 ~,- p~ 1600 10 tf ,e xJnt ~' ia f`i `_ 0 i' ~. r~ 1"- 1c31re tub.
~~ 111 à s tru ru: s , bor102 t b i_e'au rte riédi 1 -s~2lÇli un { Iil' r'l IE_' Ci 'Ulis 3tion iiîustre par la fI Urc .;~, I_ -> f rt p ,l 1 i 1 I' d'un ll 'r71 ' p~irr C,,r7 munie J r L r, c]l rra nt d' nul so c r s ? 1 8 au tr ï7i er -, n its 116 160 tru rsunt prenl'fére Ume tl StrUhtU("e cl!e0l~Jlru 102 et d'unf plucu* d'orifices 120 pratlq és au s de ia peau int rrZ 'diaire 106 en puits.
d.r r éulï satiol iIl JSt r ! ïa fïgarir< 3C, i_'",es u rc rte p rosrté 11` e, 114h d'une même paire COC1 muni 1Uellt cane; l 1 o 7 '_S sonores 118 au Levers de' pesages 1221, 122h formés entre les cavités de lu première âme à structure alvéolaire 102 et d'une: pluralité d'orifices 120 pratiqués au travers de la peau intermédiaire 106 en regard des passages 122a, 122b.
Il est à noter que la peau intermédiaire 116 du panneau de traitement acoustique selon l'invention est perforée par une pluralité
d'orifices 124 à l'exception des zones recouvrant le canal d'écoulement d'ondes sonores 118 aménagé dans la seconde structure alvéolaire 108 (en d'autres termes, les zones de la peau intermédiaire recouvrant le canal d'écoulement d'ondes sonores sont pleines). Dans ces zones non perforées, le panneau acoustique fonctionne donc comme un résonateur simple avec une couche poreuse coté veine (i.e. la paroi perforée 104) et une couche non perforée en fond de cavité (i.e. la paroi intermédiaire 106). Dans les zones perforées, la peau intermédiaire permet un fonctionnement du traitement acoustique en double résonateur et présente un taux de perforation compris entre 1 et 411/o avec des ~iiar~~étres pour Sis orifices 12 1 cc l'or r de 0,15 à 0,4 mm.
t LU ~u ui d oLii (i 1 2 nLL û-on i i OrC s 11S
IDnuL C' re nLuc ~e ul prusi ors ~_l~;'(1., C11tt !'n tes, Doris `eueril u de réerisution rie u figurC 3A, il e`,t for! 1 U!"1 couloir ic;'ll!?lift' lût'!"u F_'rv-'nt p ( d 'S pl'C_ des cuvites l' J
it' nl' ~'n ~~' ~nL usi ors uririouu fou pains et réseu:i : de t rr ~~ d l' ~r , ~a f unr~,euL étu...t ..s ués éuns Ii _ en s Oe ~n," l ~: ~i'i~,cti0n (l .tré_entt~~ par 's fidu~~~s 3B
t 3C, r ;Li 1" _ ~lil~rr._"1 t d - li~._ nor_ 116 ~t fom ué afin. un 105 qui n l! l 1l,: r t t I p r ,_; s p< 1,)2 a. fort t l"l f )rosite (lu tain., de l o oslté a'e ra ét süïr,Samment AIE . )ur éviter les couhlacles -1C"JLJSdo Jees entre l` o'`/ tés Con CI L.es).
Conlf~ e fl né pr rr~'de rment, a pria 1 nterniedlalte 116 n t d f i ' _ ois sonos r Coor'r~nt. anai CI 'éCO ulcnlent sonores 1 ] 8, ir rn rest jonc dlimité latéralement par des pa _ I_. r~ C,_ ` It_ S c !o n,_ir str", t ,'re oIveol 108, et dons ie Sens d: a hauteu C ol ns non perforées.
P c;lle Li ninie _p 'Si, nt~_ Su( xempl de. réallSdtl0(1 des ;ic~ures 3A t iA, le tiril t formé par le canal d'écoulenmment d'ondes sonores 118 peut étre rectill an .t ainsi S'étendre sensiblement parallèlement à
l'axe longitudinal X-X du tur toréa teu . Dans ce cas, les zones d'entrée 114a et de sortie 114b sont alignées selon cet axe X-X.
De même, toujours dans l'exemple de réalisation de la figure 4A, les zones d'entrée 114a peuvent être régulièrement espacées circonférentiellement les unes des autres et alignées entre elles selon une même direction sensiblement transversale (c'est-à-dire perpendiculaire à
l'axe X-X). Il en est de même des zones de sortie 114b.
Bien entendu, d'autres dispositions sont envisageables. Ainsi, sur l'exemple de réalisation de la figure 4B, la zone de sortie 114b est décalée circonférentiellement par rapport à la zone d'entrée 114a et le canal d'écoulement d'ondes sonores 118 n'est pas uniquement rectiligne.
On pourra encore imaginer d'autres formes plus complexes pour les canaux d'écoulement d'ondes sonores. En particulier, le réseau de canaux formé dans 'a seconde structure alvéolaire pourra prendre la forme d'un véritable la!~yrintr~e emprunté par les ondes sonores (avec des zones U efit ée c_ n cinof t dr J ~GneS de soi le t n avait, ~ _ chel in paiC( Llru po'" ~_n~ îf dans la second' `~tructure alvéolaire Sera I",_'I '_I"!( t_0 ;üi' fl.iï Ou é ~l nhL-os C{ll, ~Of5 iif te rit)P'IL~UL r U i Ir erent> Lünau . d'e , _nier~t Cl ondes ~n~~._~ t'~II1'._. d~_~ ]fifiea Ete tr:ltef r'ion E l' iJn ~~. ll. t U_.'I _f ont {,_)il',n1Li'1 :uer ont'"i~ roux par L h n0 n t rne Pt` nuoLon a st~~ t L.tenu par le yin' 'au '_' t tCf.h_ "<l ~'st~JU:_' `,r~ ~n n efi1 Ofi Lut I n re pa i~
õr_ 1i , ; bicif i. B t ct.t ' courbe r pf,'sente i atténuation sonore (ers doult r p Of à L,: (' n 1u.eu du puna uu r p 01tt ï' I 1 U CUC
de Ici .'CI d __CUICU'CJtt d c-, Our troll CIL] turboréacteur. En pointilles, est `ep Ce(1fe Lino cc i_i .. 202 ,,nt: :nne avec un punnenLi de truitement C, U ,t!C u" Conv _ tir miel. A pu rtlr d0 nne_> cf: rtuine io 1 Li ,ur i t iat L:.. du panneau, on stuts qu'un truitemient ucoustlcl_Je conventionnel a tendance a stu n; r en te,,,me d C3tt _,1U 3t! 1 sonore. i\U OJltt ire it?
(u ii.'Ca!_. Cl t lit nient UÇcusi_ qur' selon d'In`/enion permet Ct iLtenl( un C,uin dO.ttenuuution _ucoustiquue CC.. important UCJ-delà d ' cette longueur _ ltiVe p u15iieau,
rr ve d; ri; t -1 ri cf_ dessins O c:.. -'s -arac té st i,_Ju!ns avantanes de ia r(~è ,ente (!1"/eC *f On c,+ s r.. tio faite ci-dessous, en réf rer ce eux dessins arUn n ill(_i .t nt d de réaiisation depourvus de tout - la figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un turboréacteur et de sa nacelle équipés de panneaux de traitement acoustique selon l'invention , - la figure 2 est une vue agrandie et en écorché d'un panneau de traitement acoustique multicouches selon l'invention ;
- les figures 3A à 3C sont des vues en coupe dans le sens de l'épaisseur de panneaux de traitement acoustique selon plusieurs variantes de réalisation de l'invention , - les figures 4A et 4B sont des vues côté veine de panneaux de traitement acoustique selon des variantes de réalisation de l'invention ; et - la figure 5 est une courbe montrant le gain d'atténuation sonore obtenu par le panneau de traitement acoustique selon l'invention.
DescriptionfY ill de modes de réalisation L`inventïo concerne un panneau de traitement acoustique passif, nota(? ment du type de ceux équipant un turboréacteur d'aéronef te U!._ prC. t s sur a fBqure 1.
L~ i!uréa ~.teur 10 représ~ nté sur cette fiqure 1 est du type a ,1i .Ir cor{ s r.? c;ocOl~. flu,'.. Il est entouré d'une nac elle 12 annulriire n.(é `,uf rin e e n_~itudine X-X au t.urbo dacteur. D_ fd;on connue en d ~l(~ ont en cNc3', une sc'uffiante l `{, C1tl _;l ~pras` er r Ls ` p ,` ri...n 1 u, un _emirros`_eur i,ic~u r ('ession 1. , une hier O : ~!_ ' hrisl ' '0). (Mlle tisj ": auto pra I0 M 7 et Li ne ',urhin' { a I te.iI":_' ( ! aj ot (;' iniair ' 1 dt.l turbot 'acteur ! tt l pli étang ""~ t uu q i firlr un oc'inc d' co Jl~_ment de Flux froid D _ ! c ,t . t tarin ai ntourf l co Eï_ central Q du turf -ré t r en lui éturit concentrique pour d,20nir une veine coderrient de tu;' chaud 32. Ainsi, la ve'Ine 28 est délimite e r dial 'nie tr à W "!eur n r la face interne de la nacelle, et à 'e>
tér"le'ur, l'or lu tu ter ne d ai _ psi lr lclirr ICu{ ; _..ce uc le: do c.:rrption, l'amont et Duval f ntendent par rapport à lr, dlr Lion ul r~~ent du fluer gazeux traversant le tuurboréacteut .
Lu face interne de la nacelle 12 comprend en aval de la soufflante 14 du turboréacteur des panneaux de traitement acoustique 100. il en est de même pour le capot primaire 26, au niveau de sa face externe autour du compresseur haute pression 18 et de la chambre de combustion 20. Ces panneaux de traitement acoustique 100 ont pour fonction d'atténuer les nuisances sonores émises par le turboréacteur.
La figure 2 représente plus en détails un exemple de réalisation d'un panneau de traitement acoustique 100 selon l'invention dit multicouches , c'est-à-dire composé d'un empilement d'au moins deux étages de structures en nid d'abeille.
Plus précisément, le panneau 100 comprend une première âme à structure alvéolaire 102 prise en sandwich entre une peau perforée 104 et une peau intermédiaire 106 partiellement perforée, et une seconde âme à structure alvéolaire 108 prise en sandwich entre la peau intermédiaire 106 et une peau pleine 110.
La première structure alvéolaire 102 est fixée (par collage ou brasage par exemple) sur la peau intermédiaire 106 qui lui sert de support. De m~ net , la s-coi1Cle structure alvéolaire 108 est fixée sur la p>uu ;,Ille r' 1 10 qqu lui 'rt support. Ces structures al r_ol ,ires 102, 108 sont chacune onst ée d'un réseau de cavités en forme de nid bt_tr d'ubr_ illo.
r n i~,r~,. ntut ,;r sur la interne de la nuit IIe rsu sur u face ~r 1,.e du Cunet I mule ciu urPerducteur e par~neuu de troitE~rl'-erre u ceus u sel ir et 50 perforée t l r~ ioii est déposé A sorte que eau +
t u ,centuct I, _~ _in d éc :u~ecient. du fius. froid 2$.
La peau rf..nio 10-1 d . "anneau Je un ret r~~r r. u ,,u;t lue .est tri _ de i õ , q? ar OPe p.urul~té d 'r lrif!ct:_ s 1 12 întéri~ur du quec. à,_,,: -,ndes son r_.s éne5 s pet fH r~ ~,1t, t _ pair effet Le taux r p r `_ r ,tr(- n rr,_ LJ p, r r r,_ rc est- dire le rappo_r entre: se surface t p r r fs i,al _) est conipOs enLe 7 et 20 (solen ire onc pt d tLi ' _ > __J"~' [r_L'rlu E't 1111pt_d nce oLI stique itirmi0 115 ~ "
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Les zones à forte porosité présentent des taux de perforation qui les rend transparentes d'un point de vue acoustique. Une telle disposition permet de minimiser les pertes aérodynamiques par rapport à
de simples ouvertures à grand diamètre.
Ces zones à forte porosité 114x, 114b ont une forme pouvant être circulaire (cas des figures 4A et 4B) ou carrée par exemple. A titre d'exemple, dans le cas d'une forme circulaire, ces zones circulaires à forte porosité ont un diamètre dl compris entre 5 et 15 cm. A titre de comparaison, le diamètre d2 des orifices 112 est compris entre 0,75 et 2 mm, ce qui conduit à un rapportd2 compris entre 25 et 200.
Chaque paire de zones à forte porosité est formée d'une zone ntrée I141 et d'une zor de sortie 114h, la zone u sortie étant - { r Ii_ - u ~po -o z dr ~_ ne t ~ u u r'C'.. F car i eues, p_'Jr c "acu d pair '`, d ' zones a forte porosité, les zones f d ent~'~114 ~~ t ~_~ 11 ~ r comm piquent au travers de la première ar, _;'' J_ sI/ ..~_J'c 1(t? de s peso int_nuédLire 1.06 ~~/cc 1ees d, u tr r rit s _in d ul nr: nt d'r dL_s pores :1 5ni n50 ,'ci' l.s ``_c iCi.e ,anie -s structure a eo1cr re 100.
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~~ 111 à s tru ru: s , bor102 t b i_e'au rte riédi 1 -s~2lÇli un { Iil' r'l IE_' Ci 'Ulis 3tion iiîustre par la fI Urc .;~, I_ -> f rt p ,l 1 i 1 I' d'un ll 'r71 ' p~irr C,,r7 munie J r L r, c]l rra nt d' nul so c r s ? 1 8 au tr ï7i er -, n its 116 160 tru rsunt prenl'fére Ume tl StrUhtU("e cl!e0l~Jlru 102 et d'unf plucu* d'orifices 120 pratlq és au s de ia peau int rrZ 'diaire 106 en puits.
d.r r éulï satiol iIl JSt r ! ïa fïgarir< 3C, i_'",es u rc rte p rosrté 11` e, 114h d'une même paire COC1 muni 1Uellt cane; l 1 o 7 '_S sonores 118 au Levers de' pesages 1221, 122h formés entre les cavités de lu première âme à structure alvéolaire 102 et d'une: pluralité d'orifices 120 pratiqués au travers de la peau intermédiaire 106 en regard des passages 122a, 122b.
Il est à noter que la peau intermédiaire 116 du panneau de traitement acoustique selon l'invention est perforée par une pluralité
d'orifices 124 à l'exception des zones recouvrant le canal d'écoulement d'ondes sonores 118 aménagé dans la seconde structure alvéolaire 108 (en d'autres termes, les zones de la peau intermédiaire recouvrant le canal d'écoulement d'ondes sonores sont pleines). Dans ces zones non perforées, le panneau acoustique fonctionne donc comme un résonateur simple avec une couche poreuse coté veine (i.e. la paroi perforée 104) et une couche non perforée en fond de cavité (i.e. la paroi intermédiaire 106). Dans les zones perforées, la peau intermédiaire permet un fonctionnement du traitement acoustique en double résonateur et présente un taux de perforation compris entre 1 et 411/o avec des ~iiar~~étres pour Sis orifices 12 1 cc l'or r de 0,15 à 0,4 mm.
t LU ~u ui d oLii (i 1 2 nLL û-on i i OrC s 11S
IDnuL C' re nLuc ~e ul prusi ors ~_l~;'(1., C11tt !'n tes, Doris `eueril u de réerisution rie u figurC 3A, il e`,t for! 1 U!"1 couloir ic;'ll!?lift' lût'!"u F_'rv-'nt p ( d 'S pl'C_ des cuvites l' J
it' nl' ~'n ~~' ~nL usi ors uririouu fou pains et réseu:i : de t rr ~~ d l' ~r , ~a f unr~,euL étu...t ..s ués éuns Ii _ en s Oe ~n," l ~: ~i'i~,cti0n (l .tré_entt~~ par 's fidu~~~s 3B
t 3C, r ;Li 1" _ ~lil~rr._"1 t d - li~._ nor_ 116 ~t fom ué afin. un 105 qui n l! l 1l,: r t t I p r ,_; s p< 1,)2 a. fort t l"l f )rosite (lu tain., de l o oslté a'e ra ét süïr,Samment AIE . )ur éviter les couhlacles -1C"JLJSdo Jees entre l` o'`/ tés Con CI L.es).
Conlf~ e fl né pr rr~'de rment, a pria 1 nterniedlalte 116 n t d f i ' _ ois sonos r Coor'r~nt. anai CI 'éCO ulcnlent sonores 1 ] 8, ir rn rest jonc dlimité latéralement par des pa _ I_. r~ C,_ ` It_ S c !o n,_ir str", t ,'re oIveol 108, et dons ie Sens d: a hauteu C ol ns non perforées.
P c;lle Li ninie _p 'Si, nt~_ Su( xempl de. réallSdtl0(1 des ;ic~ures 3A t iA, le tiril t formé par le canal d'écoulenmment d'ondes sonores 118 peut étre rectill an .t ainsi S'étendre sensiblement parallèlement à
l'axe longitudinal X-X du tur toréa teu . Dans ce cas, les zones d'entrée 114a et de sortie 114b sont alignées selon cet axe X-X.
De même, toujours dans l'exemple de réalisation de la figure 4A, les zones d'entrée 114a peuvent être régulièrement espacées circonférentiellement les unes des autres et alignées entre elles selon une même direction sensiblement transversale (c'est-à-dire perpendiculaire à
l'axe X-X). Il en est de même des zones de sortie 114b.
Bien entendu, d'autres dispositions sont envisageables. Ainsi, sur l'exemple de réalisation de la figure 4B, la zone de sortie 114b est décalée circonférentiellement par rapport à la zone d'entrée 114a et le canal d'écoulement d'ondes sonores 118 n'est pas uniquement rectiligne.
On pourra encore imaginer d'autres formes plus complexes pour les canaux d'écoulement d'ondes sonores. En particulier, le réseau de canaux formé dans 'a seconde structure alvéolaire pourra prendre la forme d'un véritable la!~yrintr~e emprunté par les ondes sonores (avec des zones U efit ée c_ n cinof t dr J ~GneS de soi le t n avait, ~ _ chel in paiC( Llru po'" ~_n~ îf dans la second' `~tructure alvéolaire Sera I",_'I '_I"!( t_0 ;üi' fl.iï Ou é ~l nhL-os C{ll, ~Of5 iif te rit)P'IL~UL r U i Ir erent> Lünau . d'e , _nier~t Cl ondes ~n~~._~ t'~II1'._. d~_~ ]fifiea Ete tr:ltef r'ion E l' iJn ~~. ll. t U_.'I _f ont {,_)il',n1Li'1 :uer ont'"i~ roux par L h n0 n t rne Pt` nuoLon a st~~ t L.tenu par le yin' 'au '_' t tCf.h_ "<l ~'st~JU:_' `,r~ ~n n efi1 Ofi Lut I n re pa i~
õr_ 1i , ; bicif i. B t ct.t ' courbe r pf,'sente i atténuation sonore (ers doult r p Of à L,: (' n 1u.eu du puna uu r p 01tt ï' I 1 U CUC
de Ici .'CI d __CUICU'CJtt d c-, Our troll CIL] turboréacteur. En pointilles, est `ep Ce(1fe Lino cc i_i .. 202 ,,nt: :nne avec un punnenLi de truitement C, U ,t!C u" Conv _ tir miel. A pu rtlr d0 nne_> cf: rtuine io 1 Li ,ur i t iat L:.. du panneau, on stuts qu'un truitemient ucoustlcl_Je conventionnel a tendance a stu n; r en te,,,me d C3tt _,1U 3t! 1 sonore. i\U OJltt ire it?
(u ii.'Ca!_. Cl t lit nient UÇcusi_ qur' selon d'In`/enion permet Ct iLtenl( un C,uin dO.ttenuuution _ucoustiquue CC.. important UCJ-delà d ' cette longueur _ ltiVe p u15iieau,
Claims (13)
1. Panneau de traitement acoustique multicouches (100) comprenant :
une première âme à structure alvéolaire (102) prise en sandwich entre une peau perforée (104) et une peau intermédiaire (106) ;
et une seconde âme à structure alvéolaire (108) prise en sandwich entre la peau intermédiaire et une peau pleine (110) ;
caractérisé en ce que la peau perforée comprenant au moins une paire de zones à forte porosité présentant un taux de perforation supérieur à celui du reste de la peau perforée et formée d'une zone d'entrée (114a) et d'une zone de sortie (114b) espacées longitudinalement l'une de l'autre, les zones à forte porosité d'une même paire communiquant au travers de la première âme à structure alvéolaire et de la peau intermédiaire avec les deux extrémités d'un canal d'écoulement d'ondes sonores (118) aménagé dans la seconde âme à structure alvéolaire.
une première âme à structure alvéolaire (102) prise en sandwich entre une peau perforée (104) et une peau intermédiaire (106) ;
et une seconde âme à structure alvéolaire (108) prise en sandwich entre la peau intermédiaire et une peau pleine (110) ;
caractérisé en ce que la peau perforée comprenant au moins une paire de zones à forte porosité présentant un taux de perforation supérieur à celui du reste de la peau perforée et formée d'une zone d'entrée (114a) et d'une zone de sortie (114b) espacées longitudinalement l'une de l'autre, les zones à forte porosité d'une même paire communiquant au travers de la première âme à structure alvéolaire et de la peau intermédiaire avec les deux extrémités d'un canal d'écoulement d'ondes sonores (118) aménagé dans la seconde âme à structure alvéolaire.
2. Panneau selon la revendication 1, dans lequel les zones à
forte porosité d'une même paire communiquent avec le canal d'écoulement d'ondes sonores au travers de puits traversant à la fois la première âme à structure alvéolaire et la peau intermédiaire.
forte porosité d'une même paire communiquent avec le canal d'écoulement d'ondes sonores au travers de puits traversant à la fois la première âme à structure alvéolaire et la peau intermédiaire.
3. Panneau selon la revendication 1, dans lequel les zones à
forte porosité d'une même paire communiquent avec le canal d'écoulement d'ondes sonores au travers de puits traversant la première âme à structure alvéolaire et d'une pluralité d'orifices pratiqués au travers de la peau intermédiaire.
forte porosité d'une même paire communiquent avec le canal d'écoulement d'ondes sonores au travers de puits traversant la première âme à structure alvéolaire et d'une pluralité d'orifices pratiqués au travers de la peau intermédiaire.
4. Panneau selon la revendication 1, dans lequel les zones à
forte porosité d'une même paire communiquent avec le canal d'écoulement d'ondes sonores au travers de passages formés entre les cavités de la première âme à structure alvéolaire et d'une pluralité
d'orifices pratiqués au travers de la peau intermédiaire.
forte porosité d'une même paire communiquent avec le canal d'écoulement d'ondes sonores au travers de passages formés entre les cavités de la première âme à structure alvéolaire et d'une pluralité
d'orifices pratiqués au travers de la peau intermédiaire.
5. Panneau selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel les zones de la peau intermédiaire recouvrant le canal d'écoulement d'ondes sonores sont pleines.
6. Panneau selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel le canal d'écoulement d'ondes sonores est formé par un couloir délimité latéralement par des parois de la seconde âme à structure alvéolaire.
7. Panneau selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel le canal d'écoulement d'ondes sonores est formé par un réseau de cavités adjacentes de la seconde âme à structure alvéolaire communiquant entre elles par des parois poreuses.
8. Panneau selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel la peau perforée comprend une pluralité de paires zones à forte porosité espacées transversalement les unes des autres.
9. Panneau selon la revendication 8, dans lequel les zones d'entrée et les zones de sortie sont alignées selon des directions sensiblement transversales au panneau.
10. Nacelle (12) de turboréacteur comprenant au niveau d'une face interne au moins un panneau de traitement acoustique (100) selon l'une quelconque des revendications 1 à 9.
11. Nacelle selon la revendication 10, dans laquelle la peau perforée (104) du panneau de traitement acoustique est en contact avec une veine d'écoulement d'un flux froid (28) délimitée à l'extérieur par la face interne de la nacelle.
12. Turboréacteur (10) comprenant au niveau d'une face externe au moins un panneau de traitement acoustique (100) selon l'une quelconque des revendications 1 à 9.
13. Turboréacteur selon la revendication 12 dans lequel la peau perforée (104) du panneau de traitement acoustique est en contact avec une veine d'écoulement d'un flux froid (28) délimitée à l'intérieur par la face externe du turboréacteur.
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